信息学院王浩宇组提出面向光伏并网应用的三端口能量路由器优化控制方法

光伏发电易受光照强度等环境因素影响，从而导致光伏电源与电网负载端的功率不匹配，危害电网稳定性。对于直流微网应用，通常可以采用化学储能系统作为能量缓冲单元，削峰填谷以维持电网的稳定性。

为进一步解决这一潜在隐患，信息学院智慧电气科学中心（CiPES）王浩宇团队提出了一种适用于光-储-网的新型控制方法，该方法具有灵活的能量传输路径、全范围软开关等优势，可在保证良好适配性的同时，实现更高的能量转换效率。

研究团队构建了一个新型集成化的三端口能量路由器，同时连接光伏电源、电池、直流微网，可有效提高功率变换器的功率密度，减少器件数量，并且实现电能在光、储、网三端口间自由流动。

图1. 光-储-网三端口能量路由器结构框图

团队还进一步在三端口能量路由器的六种工作模态下进行了针对性的控制优化：在保证太阳能电池最大功率点运行的情况下，所有功率管能在全功率范围内实现软开关，减少开关损耗；同时通过尽量减少电流环流，减少导通损耗，提高效率。实验样机的验证结果显示该方法达到了98.5%的峰值转换效率。

图2. 三端口模式下的数字控制框图

图3. 实验样机照片

该成果以“A Three-Port Energy Router for Grid-Tied PV Generation Systems With Optimized Control Methods”为题在线发表于电力电子领域国际期刊IEEE Transactions on Power Electronics。2021级博士研究生王良为论文第一作者，王浩宇教授为通讯作者，傅旻帆教授、梁俊睿教授、刘宇教授为共同作者，上科大为第一完成单位。

论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9870571